Die Problematik gebirgsmechanischer Vorgänge im Steinkohlenbergbau PDF
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ARBEITSGEMEINSCHAFT FüR FORSCHUNG DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN 28. Sitzung am 14. Januar 1953 inDüsseldorf ARBEITSGEMEINSCHAFT FÜR FORSCHUNG DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN HEFT 28 Oskar Niemczyk Die Problematik gebirgsmechanischer Vorgänge im Steinkohlenbergbau Wilhelm Ahrens Die Bedeutung geologischer Forschung für die Wirtschaft, besonders in Nordrhein-Westfalen Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH ISBN 978-3-663-00296-3 ISBN 978-3-663-02209-1 (eBook) DOI 10.1007/978-3-663-02209-1 Copyright 1955 by Springer Fachmedien Wiesbaden Ursprünglich erschienen bei Westdeutscher Verlag 1955 INHALT Prof. Dr. Dr.-Ing. E. h. Oskar Niemzcyk, Aachen Die Problematik gebirgsmechanischer Vorgänge 1m Steinkohlenber.gbau . . . . . . . . . 7 Diskussionsbeiträge von Staatssekretär Prof. L. Brandt, Prof. Dr. F. We ver, Prof. Dr. Dr.-Ing. E. h. O. Niemczyk, Prof. Dr. W. Groth, Prof. Dr. W. Weizel, Prof. Dr. Dr. h. c. A. Esau . . . . . . . . 23 Prof. Dr. Wilhelm Ahrens, Krefeld Die Bedeutung geologischer Forschung für die Wirt schaft, besonders in Nordrhein-Westfalen . . . . 33 Diskussionsbei träge von Prof. Dr. S. Strugger, Prof. Dr. W. Ahrens, Dipl. Phys. Lützow, Dipl.-Phys. W. Stanner, Staatssekretär Prof. L. Brandt, Prof. Dr. E. Flegler, p.roF. Dr. W. Riezler, Prof. Dr. H. Braun, Prof. Dr. B. v. Borries 75 Die Problematik gebirgsmechanischer Vorgänge im Steinkohlenbergbau Professor Dr. phi!. Dr.-Ing. E. h. Oskar Niemczyk, Aachen Die neuzeitliche Gebirgsdruckforschung im Steinkohlenbergbau verfolgt im wesentlichen drei Ziele: 1. Di.e Beherrschung der Gebirgsdruckauswirkungen im Streb/eid, also in großräumigen Abbauabschnitten, d. h. das Bestreben, die Dachschichten, das sogenannte Hangende, zwischen dem frischen Kohlenstoß und dem Ver satz so abzustützen, daß es nicht vorzeitig hereinbricht, damit die Kohlen gewinnung gefahrlos und gewinnbringend vor sich gehen kann, 2. den Schutz von Streckenbetrieben, d. h. von Querschlägen, Richt-, Grund- und Abbau-Strecken gegen Gebirgsdruckauswirkungen, welche durch (jber- oder durch Unterbauung hervorgerufen werden, wobei der Hinweis am Platze ist, daß heute fast ausschließlich alle derartigen Strecken in starrem oder beweglichem Eisenausbau erstellt werden, 3. die Vermeidung schädlichen Gebirgldrucks, im besonderen von Gebirgs srhlägen, die ungewöhnlich starke Betriebsstörungen sowie die Vernichtung von Menschenleben zur Folge haben können. Schwere Gebirgsschläge sind häufig mit katastrophalen Auswirkungen verbunden; sie sind in aller Welt bekannt und gefürchtet. So waren im südafrikanischen Goldbergbau seit dem Jahre 1918 gegen 1000 Tote und Verletzte infolge von Gebirgsschlägen zu beklagen. Der bisher schwerste Gebirgsschlag in Deutschland hat sich nicht im Steinkohlenbergbau ereignet, sondern das Kali-Bergwerk Krügershall am 24. 5. 1940 betroffen. Damals verunglückten 42 Bergleute tödlich; die gesamte Grube kam zum Erliegen. Ich möchte, um Ihnen eine Vorstellung von den Druckauswirkungen und Spannungsauslösungen im Gebirgskörper zu vermitteln, zunächst einige Bilder bringen, wobei sich Gesetzmäßigkeiten zeigen werden, über die eine Erklärung hinsichtlich der eigenartigen Streckcn- und Streb-Beanspruchungen notwendig wird. Anschließend werde ich die Ursachen der Bildung von Gefahrenzonen und Gebirgsschlagherden erläutern. Dann erst erscheint es zweckdienlich, auf die uns bei der Bekämpfung und Verhütung schädlicher 8 Oskar Niemczyk Entspannungen des Gebirgskörpers erwachsenden Problemstellungen em· zugehen. Mit Punkt 1., also mit der Pflege des Hangenden im Streb/eid, wollen wir uns nicht befassen, denn das Gebiet der Gebirgsdruckauswirkungen im Streb, ferner der Ausbaufragen und Stempeldichte, der anzuwendenden Versatz- bzw. Abbau-Verfahren u. a. m. ist derart umfangreich, daß es im Rahmen des heutigen Vortrags auch nicht annähernd möglich wäre, die wichtigsten Erfahrungen, Erkenntnisse und Problemstellungen anzuführen. Auch die Behandlung des Punktes 2., der Schutz von Streckenbetrieben, kann hier nur ganz kurz gestreift werden, und zwar deshalb, weil "zusätz liche" Druckerscheinungen bei überbauungen in das Feld der Bildung von Gefahrenzonen überleiten, die das Gebiet der Gebirgsschlagforschung (Punkt 3.) beherrschen. Wenn wir somit zu Punkt 2. die Abb. 1 betrachten, wonach bei einer Vb erbauung durch ein nur 60 cm mächtiges Flöz in 30 bis 40 m Höhe über einem Querschlag ein ungewöhnlich starker Zusatzdruck entstand, so stellen wir fest, daß vorliegend das Streckenprofil auf teil 1/3, weise sogar auf seiner ursprünglichen Dimensionen zusammengedrückt 1/4 wurde. Deshalb erweist sich für die Wiederherstellung eines angemessenen \'7e tter-und Förderquerschnittes eine Instandsetzung (der Bergmann nennt es "Aufwältigung") des Querschlages als notwendig; sie findet hier im Aus bau mit Usspurwiesbögen statt, die man im Vordergrund erkennt. Auf die Unterschiede in den Ausbauarten möchte ich einmal aus Zeitmangel, zum zweiten deshalb nicht eingehen, weil die verschiedenen Ausbaumethoden ihre Vor- und Nachteile haben, die rein betriebliche Belange berühren und sich auf jeder Zeche anders auswirken können. Die zweite Abbildung stellt eine Kopfstrecke im Toussaint-Heintzmann Ausbau dar; dieser Querschlag wurde in 20 bis 60 m Tiefe unterbaut und trotz des Verhiebes eines allerdings mit Vollversatz abgebauten, 1,5 m mächtigen Flözes nur um rd. 30 bis 40 cm abgesenkt. Man erkennt unzwei felhaft Schäden am Eisenausbau infolge von Verkantungen der Bögen und Wanderungen der Verbindungsschellen. Aber der Ausbau hat gehalten! Ge lenkiger Ausbau ist in allen diesen Fällen das Gegebene. Aus diesen und ähnlichen Beispielen läßt sich der Schluß ziehen, daß das Unterbauen von Streckenbetrieben erheblich schwächere Beanspruchungen des Eisenausbaus zur Folge hat als das Vberbauen. Letzteres erzeugt einen derart starken Zl! satzdruck, daß Streckenbetriebe bei geringer Höhe der überbauungs-Strebt (10-15 m) gleichsam durch" Stanz" -Druck vollkommen zusammengequetscht und gewissermaßen "ausgewalzt" werden. Die Problematik gebirgsmechanischer Vorgänge 1m Steinkohlenbergbau 9 Abb. 1 u. 2 10 Oskar Niemczyk Abb.3 Abb.4 Die Problematik gebirgsmechanischer Vorgänge Im Steinkohlenbergbau 11 Abb.7 Abb.8 Abb.9 Abb.10
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